Aplikacja gospodarki narz dziowej dla NX KRZYSZTOF KUBIK WOJCIECH MAREK Y KA W ostatnich latach w produkcji przemys owej coraz szerzej wykorzystywane sà technologiczne bazy danych. Ich wartoêç nabiera nowego wymiaru podczas pracy z programami obróbkowymi, pozwalajàcymi na optymalizacj procesu. W celu pos ugiwania si bazami danych konieczny jest dobór odpowiedniej kadry specjalistów, bazy sprz towej oraz oprogramowania, które umo liwia zbieranie, przetwarzanie i analiz informacji. Programy te umo liwiajà unikanie b dów oraz zapewniajà ciàg y przep yw informacji pomi dzy poszczególnymi jednostkami, a tak e maszynami. Bazy danych sà zbiorem danych zorganizowanym w okreêlonej strukturze przez system zarzàdzania bazà danych (SZDB, ang. DBMS Database Management System), zawierajàcym dane zwiàzane z dzia alnoêcià danej firmy czy dziedzinà, jakà dana jednostka si zajmuje. Ze wzgl du na liczb istniejàcych wdro eƒ systemów CAD, CAM (m.in. Catia, NX) w firmach przemys owych oraz uczelniach i szko ach technicznych, trudno nie zauwa yç ich znaczenia w projektowaniu elementów maszyn. Technologiczne bazy spe niajà znaczàcà rol w wymienionych systemach. Dzi ki nim systemy CAD/CAM umo liwiajà szybki wglàd w zebrane informacje, pozwalajà modelowaç, dokonywaç obliczeƒ oraz analiz modelu 3D, programowaç obróbk i tworzyç dokumentacje z przeprowadzonych dzia aƒ. Wykorzystujà zawarte parametry do zadanych obliczeƒ, niejednokrotnie porównujàc otrzymane wyniki z wartoêciami wzorcowymi. Nadal nie zosta rozwiàzany problem wymiany informacji pomi dzy ró nymi stanowiskami roboczymi. Brakuje równie mo liwoêci odzyskania danych podczas dokonywania ponownej instalacji systemu. Dlatego stworzono aplikacj wspomagajàcà gospodark narz dziowà, pozwalajàc na przechowywanie zbioru danych oraz na ich atwy eksport do systemu NX. Przedstawiana w artykule aplikacja mo e zostaç wykorzystana do zarzàdzania narz dziami skrawajàcymi w systemie CAD/CAM oraz byç inspiracjà do tworzenia technologicznych baz danych usprawniajàcych dzia anie firm i przedsi biorstw produkcyjnych. Mgr in. Krzysztof Kubik, dr in. Wojciech Marek y ka sà pracownikami Wydzia u Budowy Maszyn i Lotnictwa Politechniki Rzeszowskiej. Tworzenie aplikacji W celu utworzenia programu konieczne sta o si dotarcie do plików przechowujàcych dane, wykorzystywanych w systemie NX firmy Siemens oraz znalezienie sposobu ingerencji w ich struktur. Ukierunkowano si na poszukiwanie pojedynczego pliku zawierajàcego informacje na temat narz dzi. Opisywany system przechowuje swoje kluczowe dane w plikach z rozszerzeniem *.dat. Informacje o narz dziach przechowywane sà w dwóch folderach, w zale noêci od wyboru jednostek metrycznych bàdê calowych. Pliki jednostek metrycznych przechowywane sà w katalogu: \UGS\NX6.0\MACH\resource\library\tool\metric Âcie ka dost pu uzale niona jest od wybranego podczas instalacji katalogu. Najcz Êciej jest to katalog domyêlny w formie: C:\Program Files\UGS\NX6.0\ MACH\resource\library\tool\metric Baza narz dzi znajduje si w pliku tool_database.dat. Plik ten mo na edytowaç w bardzo atwy sposób, np. za pomocà notatnika. atwe przeglàdanie tabeli jest mo liwe dzi ki formie zapisu. Struktura danego typu narz dzia podzielona jest na kolumny, z których kolumny od 3 do 6 spe niajà istotnà funkcj. OkreÊlajà one przyporzàdkowanie narz dzia do ÊciÊle okreêlonej grupy. Dzi ki polom w kolumnach, pe niàcym rol kluczy, których wartoêci okreêlajà rodzaj grupy, system rozpoznaje i przyporzàdkowuje okreêlone nadrz dzie poszukiwanej grupie. Pola pe niàce funkcj unikatowych identyfikatorów, zamieszczone w kolumnach, przechowujà dane o tym samym znaczeniu w kolejnych wierszach. Struktura grup ma charakter hierarchiczny, a miejsca konkretnych grup rozpoznawane sà na podstawie kolumn T, ST, UGT, UGST. Grupy narz dzi oraz ich identyfikatory przedstawiono w tabeli. Dane narz dziowe wprowadzane sà do pliku w okreêlonej kolejnoêci. System rozpoznaje poszczególne pola, zliczajàc znaki, które oddzielajà poszczególne wartoêci. Przed ka dà tabelà z danymi narz dzi umieszczane sà skróty wpisane w poszczególne pola tabeli oraz ich objaênienia. Wa ne jest zachowanie okreêlonego formatu bloku danych (rys. 1). ZnajomoÊç tych informacji oraz budowy i formy zapisu danych umo liwia wybór sposobu dopisywania danych. Przy tworzeniu programu zdecydowano si na stworzenie aplikacji b dàcej bazà danych opartà na j zyku MySQL. Wszystkie informacje przechowywane sà wewnàtrz bazy. Ca a baza zawiera 57 tabel. Nazwy tabel utworzone sà w sposób sugerujàcy dane zawarte wewnàtrz struktury (rys. 2). Odwo ujàc si do struktury napisanego programu, warto przedstawiç diagram klas cz Êci aplikacji (rys. 3). Niektóre elementy interfejsu graficznego Javy nowoczesnego interfejsu Swing, zw aszcza te, które majà zaprezentowaç u ytkownikowi wiele danych, sà wykonane z zastosowaniem modelu model-widok- -kontroler (MVC Model-View-Controller). Model ten wyraênie oddziela dane od tego, w jaki sposób majà byç one prezentowane u ytkownikowi. Dzi ki temu model mo e przechowywaç ró ne typy danych i prezentowaç je u ytkownikowi w miar spójny sposób. ROK WYD. LXIX ZESZYT 3/2010 37
Rys. 1. Zrzut ekranu przyk adu wprowadzonych danych w bazie narz dziowej systemu NX Napisana aplikacja dosyç szeroko korzysta z modeli danych. Wyró niç mo na w niej trzy typy modeli: model danych dla tabeli z narz dziami, model danych dla drzewa kategorii narz dzi i model danych do prezentacji na liêcie wyboru. Podstawowà klasà dla modelu danych tabeli JTable jest klasa ModelTabeli, która dziedziczy po abstrakcyjnym modelu i implementuje jego metody, tak aby za pomocà kontrolera mo na by o pobraç dane do prezentacji i zamieêciç je w tabeli. OczywiÊcie mo na u yç tej klasy do przechowywania danych dla tabeli, jednak dla wygody i przejrzystoêci w implementacji aplikacji model ten jest dziedziczony przez trzy klasy, b dàce ju koƒcowymi modelami dla tabel. Sà to tabele: narz dzi, edycji narz dzia i schowka. Klasy dziedziczàce po klasie ModelTabeli poszerzajà jej list metod o pewne specyficzne dla danej tabeli, niewymagane jednak przez tabel JTable. Natomiast te, które sà wymagane przez kontroler, mogà zostaç przedefiniowane w klasie koƒcowej (jak np. iscelleditable()), aby dostosowaç zachowanie widoku tabeli do obs ugi danych, które on prezentuje. Modele danych majà bezpoêrednie po àczenie z bazà danych za pomocà obiektu BazaDanych. Obiekt ten udost pnia kilka metod, za pomocà których modele mogà zbieraç i zapisywaç dane w bazie. CzynnoÊci te sà wykonywane w tych dodatkowych metodach klas modeli tabel. Wywo aniem tych metod zajmuje si aplikacja, np. reakcja na przycisk Zapisz. Model danych tabeli narz dzi jest najbardziej rozbudowany. W nim tworzone sà modele edycyjne wybranego narz dzia, a nast pnie przypisywane do odpowiednich tabel. Dodatkowo model ten przechowuje zdj cie narz dzia, którego nie ma w tabeli, ale za pomocà odpowiedniej metody mo na je umieêciç na panelu. Podobnie jest z metodà umieszczajàcà wybrane narz dzie w schowku, wystarczy przekazaç obiekt (model tabeli) do schowka, a za pomocà standardowych metod modelu tabeli narz dzie zostanie do niego dodane. Rys. 2. Zrzut widoku bazy danych MySQL napisanego programu 38 ROK WYD. LXIX ZESZYT 3/2010
Wypis grup oraz parametrów narz dzi systemu NX dla frezów oraz wierte wraz z t umaczeniem wykorzystanym w programie Grupa narz dzi J zyk angielski Parametry, po których system NX rozpoznaje danà kategori Podgrupa narz dzi T ST UGT UGST Grupa narz dzi J zyk polski Podgrupa narz dzi Milling End Mills Non-indexable 02 01 01 01 Frezy Frezy trzpieniowe pe now glikowe Milling End Mills Indexable 02 02 01 01 Frezy Frezy z p ytkami wieloostrzowymi Milling Ball Mills Non-indexable 02 03 01 04 Frezy Frezy kuliste Milling Face Mills Indexable 02 12 01 01 Frezy G owice frezarskie Milling T-Slot Mills Non-indexable 02 21 08 00 Frezy Frezy teowe Milling Barrel Mills 02 93 07 00 Frezy Frezy bary kowe Milling UG 5 Parameter Cutter 02 90 01 01 Frezy Frezy 5-parametrowe Milling UG 7 Parameter Cutter 02 91 01 02 Frezy Frezy 7-parametrowe Milling UG 10 Parameter Cutter 02 92 01 03 Frezy Frezy 10-parametrowe Milling Thread Mills 02 31 02 10 Frezy Frezy do gwintów Milling Mill From Tool 02 51 00 00 Frezy Frezy kszta towe Drilling Twist Drills 03 01 02 00 Wiert a Wiert a kr te Drilling Core Drills 03 03 02 00 Wiert a Wiert a rdzeniowe Drilling Spot Drills 03 21 02 04 Wiert a Nawiertaki d ugie Drilling Center Drills 03 22 02 01 Wiert a Nawiertaki Drilling Counter Boring Non-indexable 03 51 02 07 Wiert a Pog biacze walcowe Drilling Counter Sinking Non-indexable 03 61 02 02 Wiert a Pog biacze sto kowe Drilling Gun Drill 03 07 02 00 Wiert a Wiert a kr te d ugie Drilling Taps 03 71 02 08 Wiert a Gwintowniki Drilling Indexable Insert Drill 03 06 02 00 Wiert a Wiert a na p ytki wymienne d ugie Drilling Fixed Diameter Boring 03 32 02 05 Wiert a Wiert a z p ytkami wieloostrzowymi Drilling Machine Chucking Reamers 03 41 02 06 Wiert a Rozwiertaki maszynowe Drilling Taper Machine Reamers 03 42 02 06 Wiert a Rozwiertaki sto kowe Drilling Step Drills 03 04 02 12 Wiert a Wiert a stopniowe Drilling UG Drills 03 90 02 00 Wiert a UG Wiert a Rys. 3. Diagram klas cz Êci aplikacji W aplikacji wyst pujà jeszcze ModelListWyboru oraz ModelDrzewaNarzedzi. Dziedziczà one po standardowych modelach dla tych elementów i posze- rzajà ich implementacj o specjalizowane metody obs ugi potrzebne w aplikacji. Model dla list wyboru jest jeden i pozwala na wyêwietlenie trzech ró - ROK WYD. LXIX ZESZYT 3/2010 39
nych tabelek bazodanowych (jeden model na jednà tabel ) czym znakomicie spe nia koncepcj MVC. Opis programu Program zosta napisany w j zyku Java i wykorzystuje baz danych MySQL, opartà na dwóch serwerach WAMPSERVER lub Derby. Do aplikacji dodatkowo utworzono instalator pozwalajàcy w prosty sposób umieêciç program w posiadanym przez u ytkownika systemie operacyjnym. Minimalne wymagania aplikacji to: Procesor (400 MHz lub wi cej) System operacyjny: Microsoft Windows 2000/XP Pami ç 256 MB RAM (lub wi cej) Nap d CD-ROM Wymagane miejsce na dysku 18 MB Zainstalowany sterownik Java Proponowana aplikacja w pe ni spe nia postawione za o enia, tj. przechowuje, zarzàdza oraz integruje parametry z technologicznà narz dziowà bazà danych systemu NX. Opis funkcjonalnoêci programu przedstawiono na podstawie g ównego okna aplikacji (rys. 4). Opis poszczególnych elementów: 1. Menu programu, którego wa niejsze funkcje to: Importuj z XML pozwala na import parametrów z pliku XML. Eksport NX eksportuje parametry narz dzi ze schowka do NX-a. Katalog eksportu pozwala na ustawienie katalogu, do którego ma byç eksportowany plik z danymi zgromadzonymi w schowku. 2. Narz dzia z wybranej kategorii wyêwietla wszystkie narz dzia z wybranej kategorii wraz z parametrami: identyfikatora, nazwy, Êrednicy, d ugoêci, cz Êci roboczej, rodzajem obróbki i numerem katalogowym. Wybranie narz dzia z wyêwietlonej listy pokazuje szczegó owe parametry w polu Szczegó y wskazanego narz dzia. 3. Zdj cie narz dzia wyêwietla zdj cie narz dzia lub dowolny inny plik zamieszczony przez u ytkownika. Do ka dego narz dzia mo e byç przypisany inny obrazek. 4. Rysunek techniczny pole wyêwietlajàce sta y rysunek z parametrami narz dzia. Rysunki przyporzàdkowane sà do ca ej kategorii danego narz dzia. 5. Inne parametry pole pozwalajàce na wprowadzanie dodatkowych parametrów, oprócz zawartych w polu Szczegó y wskazanego narz dzia. Pola Materia y, Rodzaj obróbki, Typ obróbki sà polami wyboru. Pole Uwagi jest natomiast polem tekstowym i pozwala na wprowadzenie dowolnej notatki o d ugoêci do 1000 znaków. 6. Przyciski czynnoêci: Dodaj nowe pozwala na dodanie nowego narz dzia do kategorii, w której aktualnie znajduje si u ytkownik. Modyfikuj umo liwia modyfikacj parametrów aktualnie wybranego narz dzia. Rys. 4. G ówne okno programu 40 ROK WYD. LXIX ZESZYT 3/2010
Zapisz zmiany przycisk staje si aktywny po wczeêniejszej aktywacji jednego z przycisków: Dodaj nowe lub Modyfikuj. S u y do zapisania wykonanych modyfikacji w danym narz dziu. Do schowka Przycisk jest aktywny, gdy jest mo liwoêç dodania aktualnie przeglàdanego narz dzia do schowka programu. Nast pnie schowek pozwala na wyeksportowanie narz dzi do systemu NX. 7. Szczegó y wskazanego narz dzia pole wy- Êwietla wszystkie parametry przypisane do danej grupy narz dzi. Poszczególne pola zosta y posegregowane kolorami wg wa noêci pól. 8. Schowek przechowuje parametry narz dzi, które majà zostaç wyeksportowane. 9. Przyciski czynnoêci schowka: Usuƒ przycisk pozwalajàcy na usuni cie jednej pozycji ze schowka. Eksportuj>>NX klikni cie w przycisk powoduje wyeksportowanie wszystkich zebranych narz dzi ze schowka do pliku bazodanowego, odczytywanego przez system NX. Najwa niejszym zadaniem opisywanej aplikacji jest eksport parametrów do systemu NX. Równie wa ny jest import parametrów do bazy z plików XML o okreêlonej strukturze. W celu eksportu informacji o narz dziu do systemu NX nale y zamieêciç je w schowku programu za pomocà przycisku Do schowka oraz zatwierdziç przyciskiem Eksport>>NX. Narz dzia wraz z parametrami zostanà wyeksportowane do pliku bazodanowego zgodnie ze wskazanà przez u ytkownika lokalizacjà. Aby dokonaç importu parametrów narz dzia, nale y wybraç polecenie z menu Plik>>Importuj z XML, nast pnie wskazaç plik XML z parametrami narz dzia, które majà byç dodane do bazy programu. Importowaç mo na tylko jedno narz dzie z parametrami z jednego pliku XML. Integracja parametrów narz dzia pomi dzy plikiem XML a bazà danych nast puje dzi ki parametrom (s owom kluczowym) opisujàcym poszczególne dane. Wypis parametrów przechowuje baza danych w tabeli nazwy, kolumnie importxml (rys. 5) Rys. 5. Przyk ad struktury pliku XML wczytywanego przez program Wnioski Opisywany program pozwala na zaprezentowanie mo liwych sposobów ingerencji w systemy CAD/CAM oraz przedstawia jednà z mo liwoêci kastomizacji oprogramowania do komputerowego wspomagania prac in ynierskich. Dzi ki stworzonej aplikacji problem wymiany informacji oraz braku dostosowania tych systemów do potrzeb konkretnego u ytkownika, jak równie mo liwoêci odzyskania danych podczas dokonywania ponownej instalacji systemu zostaje rozwiàzany. Utworzona aplikacja wspomaga gospodark narz dziowà dla systemu NX firmy Siemens, pozwalajàc na import, zarzàdzanie oraz eksport parametrów narz dzi, a tak e u atwia przep yw informacji pomi dzy u ytkownikami i równie stanowiskami pracy. Stworzona baza stanowi innowacyjny element dla systemów CAD/CAM. Napisana jest w formie pozwalajàcej na wykorzystanie jej w przemyêle. ROK WYD. LXIX ZESZYT 3/2010 41